곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법 및 그 장치{manufacturing method and moulding device for simgleor multi-curved glulam}
본 발명은 구조용 집성목를 설계된 곡선형상으로 제조하는 성형방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 전통 목구조 건축물의 골격을 이루는 대들보, 평보, 서까래 및 도리 등의 부재들을 강도성등을 계산하여 설계된 곡선에 따라 구조용 집성목를 자연스럽게 만곡 또는 2중 내지 3중 및 다중의 곡선으로 단시간 내에 전문 숙련공 없이 간단하게 성형시키고 오래 시간 경과 후에도 할열(割裂), 변형 및 부패함이 없이 구조적 안전성 확보 및 원가절감, 생산성이 향상됨은 물론 오랜 수명을 보장함과 동시에 현장에서 즉시 설치할 수 있도록 제작공정에서 제품이 완성되어 출고되므로 신속한 시공에 따른 공기단축 및 공사비용을 절감시킬 수 있는 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다. 일반적으로 국내 전통적 고건축물(古建築物) 양식은 장식이 아닌 순수한 구조역학을 바탕으로 하는 목조(木造)공법에 의해 이루어진 것으로, 오랜 세월이 경과되면서 얻은 경험과 노력 등을 통하여 선조들이 깨달은 합리적인 목구조기법으로 동양에서도 찾아보기 어려운 독특한 목구조공법과 의장으로 발전 계승되었다. 상기한 목조건축물(木造建築物)은 부재들을 분리 해체하거나 재생이 용이한 자연친화성의 건축양식임은 물론 그 구성부재들의 상호 결합은 하나하나의 결합을 타부재와 절대적인 역학관계를 가지고 있으며 완전하게 제조된 독특한 부재들을 서로 조합하여 목조건축물이 시공되므로 현대사회의 산업화, 대량생산화, 규격화 및경제성, 시공성등의 요건에 기인하여 조립건축공법(prefabrication)과 유사한 점을 찾아볼 수 있다. 한편, 현대사회속의 건축물은 철재와 콘크리트 및 합성수지등 다양한 인조 및 천연부재를 복합적으로 사용하여 주거환경을 극대화시켜 실리적 편리성과 보안, 주거용이성등의 장점을 갖추고 있으나 정적인 부분이 미약하여 현대인들은 현대화된 건축양식 및 고건축물의 각 장점들이 적절하게 상호 조화되어 새롭게 이루어진 현대식 목조건축물을 선호하므로, 다양한 형태의 목조건축물들이 독특한 멋과 양식을 갖추며 현대인의 욕구가 충족되게 시공되고 있는 실정이다. 상기한 목조건축물을 축조하기 위해 사용되는 목재는 쓰임 용도에 따라 그 크기와 형상 등에 의해 선택 사용되므로, 건축물의 골격이 되는 부재들은 많은 하중을 받게되므로 그에 알맞은 직경과 강도 등이 계산된 목재가 필수적으로 사용되어야 한다. 그러나, 직경이 크고 강도가 뛰어난 목재는 상대적으로 가격이 고가이고 용이하게 공급받을 수 없고 건조ㆍ가공등에 많은 비용과 시간이 소요되므로, 가격이 저렴하고 시공성이 뛰어나며 많은 하중을 충분히 견딜 수 있도록 제조된 구조용 집성목를 선호하여 이를 적극 사용하고 있다. 이러한, 구조용 집성목는 시공위치에 따라 정확한 설계와 하중이 계산되어 제작되고 있으며, 현재 국내외적으로 제작되어 사용되는 구조용 집성목의 형태는 통직형(직선형태)이 주류를 이루고, 그 외 변단면 구조용 집성목가 제작 사용되고 있다. 특히 우리 나라의 전통 목구조 건축물에 있어서 지붕 가구(架構)의 곡선부재는 단면이 큰 원목자재를 설계된 곡선으로 가공하거나 짧게 자른 부재를 여러 곳에서 순차 결합한 후 수공으로 제작하므로, 자재의 생산률이 낮고 장기간 훈련 및 노력과 함께 다양한 경험 등을 통하여 숙련된 전문목공이 반드시 필요함은 물론 제작시 하중계산이 부정확하여 강도성의 신뢰도가 떨어지고 오랜 제조기간이 소요되어 생산적 경제성이 저하되고 제조원가 등이 상승되는 결점이 있다. 또한 단면이 큰 원목자재를 사용해야 함으로 인공 건조가 불가능하고 구조물이 완공 후에는 심한 할열(갈라짐), 변형(비틀림) 및 부패의 주요원인이 되어 시공된 구조물의 수명을 단축하게 되는 부실 시공의 원인이었다. 상기와 같은, 종래 구조용 집성목는 목구조물의 특성인 곡선미를 살려주지 못함과 동시에 곡선으로 성형후 접착부위가 상호 응력에 의해 분리되거나 쉽게 변형되므로 원하는 곡선을 갖춘 구조용 집성목를 제조하지 못함은 물론 설비가 복잡하고 작업이 번거롭고 불편하여 제조의 용이성, 작업성, 경제성 등에 의한 어려움이 있는 것이 현실이다. 그리고, 제조 내지 시공시 전문인력이 요구되므로 많은 전문인력 확보에 어려움이 있고 원가 및 시공비용등이 상승되어 공기지연 등과, 시공된 축조물의 안전도 및 정밀도 등이 충분하지 못하고, 그 신뢰성도 함께 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 한계와 근본적인 문제점들을 극복하고 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 독창적인 곡선 형상을 갖고 있는 목조건축물의 골조 부분인 대들보ㆍ평보ㆍ서까래 및 도리 등의 구조부재들의 곡선 형상에 따라 상응되는 만곡형ㆍ2중 내지 3중곡선형 또는 다중곡선 형상으로 손쉽고 용이하게 제조 성형함과 동시에 축조물의 시공대상 및 위치 등에 따라 치밀하고 정확하게 계산ㆍ설계되어 제조 성형되므로 하중강도 성능이 확보되어 안전성 및 신뢰성이 보증되며, 최적의 상태로 건조된 구조부재를 사용하므로 오랜 사용 후에도 할열, 변형 및 부패 등의 원인이 완전하게 제거됨은 물론 설계자의 창조적 설계에 따라 곡률 반경에 적합한 형태, 크기, 길이 등의 제한 없이 단시간 내에 대량 생산이 가능하고, 제조시 마무리가공처리되어 축조현장에 운반되므로 신속한 설치 시공이 가능하고 숙련된 별도의 전문인력 없이 간단하고 편리하게 시공할 수 있는 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목가 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정도, 도 2는 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 성형제조를 위한 성형장치의 사시도, 도 3a, 3b, 3c는 본 발명의 구조용 집성목가 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상으로 성형하기 위하여 각각의 성형본에 의해 다수개의 성형장치가 제작대의 상부면에 안착 고정되는 상태를 나타낸 각 평면도, 도 4a, 4b, 4c는 본 발명의 구조용 집성목가 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상으로 성형되도록 제작대에 안착 고정된 다수의 성형장치들 중심의 수용공간 내에 접합층재들이 단층 내지 복층 상태로 삽입 적층되어 성형장치들에 의해 압착된 상태를 나타낸 각 평면도, 도 5는 도 4a에 표시된 A - A선 확대 단면도, 도 6은 본 발명 성형장치들의 수용공간 내에 해당 접합층재들이 복층 내지 복복층 상태로 적층되어 압착 성형되는 상태를 나타낸 측단면도, 도 7은 본 발명 성형장치의 압체블록이 작동되는 상태를 나타낸 측단면도, 도 8은 본 발명의 성형장치에 대한 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 측단면도이다. -도면중 주요부분에 대한 부호의 설명- 10 : 성형본 20 : 접합층재 30 : 제작대 40 : 성형틀 41 : 성형기준틀 41a: 고정판 41b: 가로기준틀 41c: 압체볼트삽입구 41d: 세로기준틀 42 : 압체블록 42a: 압체볼트끼움구멍 43 : 압체작동체 43A: 압체볼트 43a: 나선부 43B: 조절너트 44 : 압체덮판 45 : 실린더 45a: 실린더로드 45b: 작동연결구 100: 제1공정 200: 제2공정 300: 제3공정 400: 제4공정 500: 제5공정 S : 수용공간 P : 곡률반경중심점 T : 절선점
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 먼저, 대상이 되는 축조물의 설계도에 따라 시공될 부재의 형상 및 모양, 실치수와 동일하고 변형률이 극미한 재질을 사용하여 성형본(template)을 제작공정단계와, 자연적인 결점을 제거한 목재를 선별한 후 최적의 함수율이 유지되게 건조시켜 기계적 응력 등급기등을 이용 강도테스트를 통해 얻어진 부재를 갖고 곡률반경에 따라 변형 가능한 두께로 절삭ㆍ가공하여 축조물의 설계도에 명시된 수종의 접합층재들을 준비공정단계와, 설정면적이 확보된 소정의 제작대 상부면에 다수개의 성형장치들을 임시 안착시킨 후 이 성형장치들의 중심에 상기 성형본을 위치시켜 안착시키고, 이 성형본의 외측 곡선을 따라 상기 성형장치들을 설정간격을 두고 적정위치에 놓고 견고하게 고정시키는설치공정단계과, 상기 준비된 접합층재의 일면 내지 양측면 전체에 소정의 수지접착제를 균일하게 도포한 후 상기 성형장치들 중심의 수용공간에 상기 접합층재들이 단면이 좁은 쪽이 상/하로 세워진 상태에서 길이방향으로 삽입시켜 적층한 다음 상기 성형장치중 중심에 위치 고정한 성형장치부터 좌측 내지 우측 또는 좌/우측 동시에 성형장치들을 순차적으로 작동하여 수용된 다수의 접합층재들을 설정압력으로 균등하게 설정시간 동안 전체면에 압력을 가해 적층ㆍ접합ㆍ압체시켜 경화공정단계와, 상기 경화공정단계를 통하여 적층ㆍ접합ㆍ압체시켜 경화가 완료되면 상기 성형장치를 작동시켜 서서히 해압하고 만곡 성형 부분이 복원하지 않도록 설정시간 양생시키는 최종성형공정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법을 제공한다. 여기에서 준비공정단계에서 함수율은 약 12％±2％정도의 상태가 유지되도록 적정시간 동안 인공 건조시키고 상기 접합층재의 두께가 약 8 ∼ 38㎜정도로 절단하여 최적의 곡률 반경에 따라 변형되도록 가공 형성한다. 상기 설치공정단계에서의 성형장치는 제작대 상부면에 안착한 다음 한곳 또는 한곳 이상의 임의 곡률반경중심점을 기준하여 상기 성형본의 외측 곡선을 따라 다수의 성형장치들을 약 300 ∼ 600㎜정도의 간격을 두고 배열된 후 용접 또는 체결요소등을 사용 상기 제작대 상부면에 견고하게 고정한다. 상기 경화공정단계에서의 성형장치에 의해 접합층재에 가해지는 최종압력은 약 10 ∼ 15㎏/㎠의 압력에서 최적의 상태로 압착하여 약15 ∼ 25℃정도의 상온에서 약 18 ∼ 24시간정도 압체하여 경화한다. 그리고, 상기 최종성형공정단계에서의 양생시간은 상기 접합층재의 만곡 성형부분이 복원되지 않도록 성형장치들을 순차적으로 서서히 작동시켜 해압시킨후 약 10 ∼ 20℃정도의 상온에서 약 72시간정도 양생한다. 또한, 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조를 위한 성형장치는 일측 및 타측부의 양측면에 소정간격을 두고 다수의 고정판이 돌출 형성된 가로기준틀의 일측에 하단부가 직각을 이루며 결합되어 설정길이 연장되고, 그 중심에 길이방향을 따라 관통된 압체볼트삽입구가 형성된 세로기준틀을 갖춘 성형기준틀과, 설정형상을 이루며, 그 중심부에 소정간격을 두고 수직방향으로 다수개의 압체볼트끼움구멍이 관통 형성된 압체블록과, 양측단에 나선부가 이루어져 단독 내지 한 쌍 또는 다수개의 압체볼트 양측단이 상기 성형기준틀의 압체볼트삽입구 내지 압체블록의 압체볼트끼움구멍에 각각 끼워지고, 이 압체볼트의 양측단 나선부에 체결용 조절구들이 나사 결합되며, 이 조절구들의 회동에 따라 압체블록이 상기 제작대 상부면에서 수� �상태로 이동되어 수용공간 내에 위치한 상기 접합층재들을 압착 내지 해압시키게 형성된 압체작동수단과, 세로기준틀 상기 고정 및 압체블록의 각 내측면와 긴밀하게 밀착되어 수용된 접합층재의 양측면 전체에 균등한 가압력이 전달되도록 상기 접합층재와 함께 수용공간 내로 삽입되게 형성된 한 쌍의 압체덮판으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 한편, 기계적 힘에 의해 성형장치가 작동되어 수용공간 내에 적층된 접합층재를 압착 또는 해압되도록 이루어진 압체작동수단은 상기 성형기준틀의 세로기준틀의 일측면에 압축된 에어 또는 유체의 힘에 의해 수평상태로 왕복 작동되도록 일단에 실린더로드가 구비된 실린더의 타단부가 부착 고정되며, 상기 한 쌍의 압체볼트들이 압체블록의 압체볼트끼움구멍 및 성형기준틀의 압체볼트삽입구를 각각 통과한 후 그 일단이 압체블록에 결합되고 타단이 별도의 작동연결구에 결합 고정되며 상기 실린더의 실린더로드 선단부가 상기 작동연결구에 결합 고정되어 실린더로드 작동에 따라 압체볼트가 함께 작동되므로 상기 압체블록이 제작대 상부면에서 설정거리 왕복 이동되어 수용공간 내에 적층된 접합층재를 압착 또는 해압되게 형성될 수 있다. 또한 압체작동수단은 각종 기어 및 스크류와 전동모터등이 상호 유기적으로 결합되어 전원공급 및 전기적 신호에 따라 선택 구동되어 상기 압체볼트를 왕복 작동시켜 상기 압체블록이 제작대 상부에서 수평상태로 왕복 이동되도록 형성하여 상기 수용공간 내에 적층된 접합층재를 압착 또는 해압되도록 구성될 수도 있다. 상기와 같은 본 발명에 있어서는 독창적인 곡선 형상을 갖고 있는 목조건축물의 골조 부분인 대들보ㆍ평보ㆍ서까래 및 도리 등의 구조부재들의 곡선 형상에 따라 대응되는 만곡형ㆍ2중 내지 3중곡선형 또는 다중곡선 형상으로 손쉽고 용이하게 제조 성형함과 동시에 축조물의 시공대상 및 위치 등에 따라 치밀하고 정확하게 계산ㆍ설계되어 제조 성형되므로 하중강도 성능이 확보되어 안전성 및 신뢰성이 보증되며, 최적의 상태로 건조된 구조부재를 사용하므로 오랜 사용 후에도 할열, 변형 및 부패 등의 원인이 완전하게 제거됨은 물론 설계자의 창조적 설계에 따라 곡률 반경에 적합한 형태, 크기, 길이 등의 제한 없이 단시간 내에 대량 생산이 가능하고, 제조시 마무리가공처리되어 축조현장에 운반되므로 신속한 설치 시공이 가능하고 숙련된 별도� �� 전문인력 없이 간단하고 편리하게 시공함과 내구성 및 안전성, 생산성, 시공성, 신뢰성 등이 향상되어 제품에 대한 상품성 및 고객의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있다. (실시예) 이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목가 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 성형제조를 위한 성형장치의 사시도이며, 도 3a, 3b, 3c는 본 발명의 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상을 갖춘 구조용 집성목를 성형하기 위하여 해당되는 각각의 성형본에 의해 다수개의 성형장치가 제작대의 상부면에 안착 고정되는 상태를 나타낸 각 평면도들이고, 도 4a, 4b, 4c는 만곡 또는 2중 내지 3중 또는 다중의 곡선형상을 갖춘 구조용 집성목를 성형하기 위하여 제작대에 안착 고정된 다수의 성형장치들 중심의 수용공간 내에 해당 접합층재들이 단층 내지 복층 상태로 삽입 적층되어 성형장치들에 의해 압착되는 � �태를 개략적으로 나타낸 각각의 평면도들이며, 도 5는 도 4a에 표시된 A - A선 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 성형장치들의 수용공간 내에 해당 접합층재들이 복층 내지 복복층 상태로 적층되어 압착 성형되는 상태를 나타낸 측단면도이며, 도 7은 본 발명 성형장치의 압체블록이 작동되는 상태를나타낸 측단면도를 각각 도시하고 있다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법은 대상이 되는 축조물의 설계도에 따라 시공될 부재의 형상 및 모양, 실치수와 동일하고 변형률이 극미한 재질을 사용하여 성형본(10)을 제작하는 단계의 제1공정(100)과, 대체로 변형이 잘되는 목재를 선별한 후 최적의 함수율이 유지되게 건조시켜 기계적 응력 등급기등을 이용 강도테스트를 통해 얻어진 부재를 갖고 곡률반경에 따라 변형 가능한 두께로 절단ㆍ가공하여 축조물의 설계도에 명시된 수종의 접합층재(20)들을 준비하는 단계의 제2공정(200)과, 금속재로 이루어져 설정면적이 확보된 소정의 제작대(30) 상부면에 다수개의 성형틀(40)들을 임시 안착시킨 후 이 성형틀(40)들의 중심에 상기 성형본(10)을 위치시켜 안착시키고, 이 성형본(10)의 외측 곡선을 따라 � ��기 성형틀(40)들을 설정간격을 두고 적정위치에 놓고 견고하게 고정시키는 단계의 제3공정(300)과, 상기 준비된 접합층재(20)의 일면 내지 양측면 전체에 소정의 수지접착제를 균일하게 도포한 후 상기 성형틀(40)들 중심의 수용공간(S)에 상기 접합층재(20)들이 단면이 좁은 쪽이 상/하로 세워진 상태에서 길이방향으로 삽입시켜 적층한 다음 상기 성형틀(40)중 중심에 위치 고정한 성형틀(40)로부터 좌측 내지 우측 또는 좌/우측 동시에 성형틀(40)들을 순차적으로 작동하여 수용된 다수의 접합층재(20)들을 설정압력으로 균등하게 설정시간 동안 전체면에 압력을 가해 적층ㆍ접합ㆍ압체시켜 경화시키는 단계의 제4공정(400)과, 상기 제4공정(400)을 통하여 적층ㆍ접합ㆍ압체시켜 경화가 완료되면 상기 성형틀(40)을 작동시켜 서서히 해압하고 만곡 성형 부분이 복� ��하지 않도록 설정시간 양생시키는 단계의 제5공정(500)으로 순차적인 각 공정을 통해 제조된다. 여기서, 함수율은 약 12％±2％의 상태가 유지되도록 적정시간동안 인공건조시키고 상기 접합층재(20)의 두께가 약 8 ∼ 38㎜정도로 절단하여 최적의 곡률 반경에 따라 변형되도록 성형 가공된다. 상기 성형틀(40)은 제작대(30) 상부면에 안착한 다음 한곳 또는 한곳이상의 임의 곡률반경중심점(P)을 기준 하여 상기 성형본(10)의 외측 곡선을 따라 다수의 성형틀(40)들을 약 300 ∼ 600㎜정도의 간격을 두고 배열된 후 용접 또는 체결요소등을 사용하여 착탈 가능하게 상기 제작대(30) 상부면에 견고하게 고정된다. 상기 성형틀(40)에 의해 접합층재(20) 전체면에 가해지는 최종압력은 약 10 ∼ 15㎏/㎠의 압력에서 최적의 상태로 압체하여 약15 ∼ 25℃정도의 상온에서 약 18 ∼ 24시간정도 압체하여 경화한다. 그리고, 상기 양생시간은 상기 접합층재(20)의 만곡 성형부분이 복원되지 않도록 성형틀(40)들을 순차적으로 서서히 작동시켜 해압시킨후 약 10 ∼ 20℃정도의 상온에서 약 72시간정도 양생한다. 또한, 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조를 위한 성형틀(40)은 직각을 이루며 제작대(30) 상부면에 안착 고정되도록 형성된 성형기준틀(41)과, 상기 수용공간(S) 내에 적층된 접합층재(20)를 압착 또는 해압되도록 상기 제작대(30) 상부면에서 왕복 이동되도록 형성된 압체블록(42)와, 일단이 상기 성형기준틀(41)에 결합되고 타단이 상기 압체블록(42)을 왕복 이동되게 상호 결합된 압체작동체(43)와, 블렉시블하여 자유절곡 가능한 재질로 이루어져 상기 고정 및 압착을 위한 압체블록(42)의 각 내측면와 긴밀하게 밀착되어 수용된 접합층재(20)의 양측면 전체에 균등한 가압력이 완전하게 전달되도록 상기 접합층재(20)와 함께 수용공간(S) 내로 삽입되게 형성된 한 쌍의 압체덮판(44)으로 구성되어 있다. 여기서 성형기준틀(41)은 일측 및 타측부의 양측면에 소정간격을 두고 다수의 고정판(41a)이 돌출 형성된 가로기준틀(41b)의 일측에 하단부가 직각을 이루며 결합되어 설정길이 연장되고, 그 중심에 길이방향을 따라 관통된 압체볼트삽입구(41c)가 형성된 세로기준틀(41d)이 형성되어 있다. 상기한 압체블록(42)은 일측면이 상기 한 쌍의 압체덮판(44)의 일면과 긴밀하게 밀착되어 가압력이 극대화되도록 균일한 평면으로 이루어져 설정형상으로 형성되고, 그 중심부에 소정간격을 두고 수평방향으로 관통된 다수개의 압체볼트끼움구멍(42a)들이 형성되어 있다. 상기 압체작동체(43)는 양측단에 나선부(43a)가 이루어져 단독 내지 한 쌍 또는 다수개의 압체볼트(43A) 양측단이 상기 성형기준틀(41)의 압체볼트삽입구(41c) 내지 압체블록(42)의 압체볼트끼움구멍(42a)에 각각 끼워지고, 이 압체볼트(43A)의 양측단 나선부(43a)에 체결용 조절너트(43B)들이 상호 결합되며, 이 조절너트(43B)들의 회동에 따라 압체블록(42)이 상기 제작대(30) 상부면에서 수평상태로 이동되어 수용공간(S) 내에 위치한 상기 접합층재(20)들을 압착 또는 해압시키게 형성되어 있다. 한편, 본 발명의 성형틀(40)에 대한 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기계적 힘에 의해 성형틀(40)이 작동되어 수용공간(S) 내에 적층된 접합층재(20)를 압착 또는 해압되도록 이루어진 압체작동체(43)는 상기 성형기준틀(41)의 세로기준틀(41d)의 일측면에 압축된 에어 또는 유체의 힘에 의해 수평상태로 왕복 작동되도록 일단에 실린더로드(45a)가 구비된 실린더(45)의 타단부가 부착 고정되며, 상기 한 쌍의 압체볼트(43A)들이 압체블록(42)의 압체볼트끼움구멍(42a) 및 성형기준틀(41)의 압체볼트삽입구(41c)를 각각 통과한 후 그 일단이 압체블록(42)에 결합되고 타단이 별도의 작동연결구(45b)에 결합 고정되며 상기 실린더(45)의 실린더로드(45a) 선단부가 상기 작동연결구(45b)에 결합 고정되어 실린더로드(45a) 작동에 따라 압체볼트(43A)가 함께 작동되므로 상기 압체블록(42)이 제작대(30) 상부면에서 설정거리 왕복 이동되어 수용� �간(S) 내에 적층된 접합층재(20)를 압착 또는 해압되도록 작동되게 형성될 수 있다. 또한 압체작동체(43)는 각종 기어 및 스크류와 전동모터등이 상호 유기적으로 결합되어 전원공급 및 전기적 신호에 따라 선택 구동되어 상기 압체볼트(43A)가 정역 회동 가능하게 형성하여 상기 압체블록(42)이 제작대(30) 상부에서 수평상태로 왕복 이동되도록 형성하여 상기 수용공간(S) 내에 적층된 접합층재(20)를 압착 또는 해압되도록 형성될 수도 있다. 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 곡선형상을 이루는 구조용 집성목 제조방법 및 그 장치는 첨부도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같이 제조 성형된다. 먼저, 대상이 되는 축조물의 설계도에 따라 시공될 부재의 형상 및 모양과실치수와 동일한 크기와 길이를 기준 하여 변형 발생률이 극미한 재질을 갖고 성형본(10)을 제작한다. 또한 다수개의 성형틀(40)들을 상기 제작대(30) 상부면에 안착시킨 후 상기 제작 완료된 성형본(10)을 상기 성형틀(40)의 수용공간(S) 내에 삽입 안치시킨 다음 설정간격 및 위치에 성형틀(40)들이 위치되도록 작업자가 직접 조정함과 동시에 압체작동체(43)를 작동시켜 성형본(10)의 곡면을 따라 상기 성형틀(40)들이 임시적으로 결합된 상태에서 제작대(30) 상부면에 안착된 다수개의 성형틀(40)들의 각 고정판(41a)을 용접 또는 체결요소를 사용 견고하게 고정시킨 다음 상기 압체작동체(43)를 해압시켜 성형틀(40)들의 수용공간(S) 내에 삽입된 성형본(10)을 분리 제거시켜 상기 제작대(30) 상부면에 각 성형특(40)의 설정위치를 조정하여 견고히 고정시킨다. 또한 엄선된 목재를 설계도에 따라 정확하게 강도 계산되어 가공 처리된 다수개의 접합층재(20)를 확보하고, 이 접합층재(20)의 일측 내지 양측면 전체에 소정의 접착수지를 균일하게 도포 처리한 후 상기 성형본(10)에 의해 설정위치 및 간격으로 제작대(30) 상부면에 고정된 다수개의 성형틀(40)들의 수용공간(S) 내에 우선적으로 상기 압체덮판(44)을 삽입시킨 다음 수지접착제가 도포된 접합층재(20)들을 순차적으로 삽입시키고 최종 접합층재(20) 삽입후 또 다른 압체덮판(44)을 삽입시켜 적층 완료시킨다. 이와 같이, 성형틀(40)들의 수용공간(S) 내에 접합층재(20) 및 압체덮판(44)들이 순차적으로 적층 삽입되는 공정이 완료되면 각각의 압체작동체(43)를 작동시켜 압체볼트(43A)를 따라 압체블록(42)이 성형기준틀(41)쪽으로 이동 압착되어 수용공간(S) 내에 적층 삽입된 접합층재(20)들을 서서히 가압하고 이때, 최종압력은 약 10 ∼ 15㎏/㎠의 압력에서 최적의 상태로 가해지도록 조정이 완료되면 이를 약 15 ∼ 25℃정도의 상온에서 약 18 ∼ 24시간정도 압체상태에서 서서히 경화시킨다. 그후, 상기 경화 완료된 접합층재(20)를 양생하기 위하여 상기 경화된 접합층재(20)의 외측면 전체에 가해지던 압력을 서서히 해압시킨후 약 10 ∼ 20℃정도의 상온에서 약 72시간정도 양생한다. 이때 접합층재(20)의 만곡 성형부분이 복원되지 않도록 반드시 성형틀(40)들을 미세 작동시켜 적절하게 조절되어 최적의 압력만이 유지되면서 순차적으로 서서히 작동 해압시킨다. 이후 시공부위 및 설치될 위치등 설계도에 따라 마무리 가공 처리하여 제조된 구조용 집성목를 엄격한 검사들을 통해 선별된 최종 제품을 포장한다. 여기서, 클램프방식의 수동식과 자동식으로 구분되며 먼저, 수동식 성형틀(40)은 상기 제작대(30) 상부면에 성형기준틀(41)이 각각 안착되고 각 고정판(41a)이 용착 고정 내지 체결요소들에 의해 견고히 고정된 상태에서 상기 압체볼트(43A)의 양측단부에 나사식으로 결합된 조절너트(43B)를 작동시켜 상기 압체볼트(43A)를 따라 압체블록(42)이 이동되어 수용공간(S) 내에 적층 삽입된 접합층재(20) 및 압체덮판(44)들이 압착되고 이와 반대로 조절너트(43B)를 작동시키면 원상태로 압체블록(42)이 이동되면서 해압된다. 또한 자동식 성형틀(40)들은 압축된 에어 또는 유체의 힘에 의해 수평상태로 왕복 작동되도록 일단이 성형기준틀(41)의 세로기준틀(41d)에 부착 고정된실린더(45)의 실린더로드(45a)가 작동에 의해 상기 압체블록(42)의 압체볼트끼움구멍(42a) 및 성형기준틀(41)의 압체볼트삽입구(41c)를 각각 통과한 후 그 일단이 압체블록(42)에 결합된 한 쌍의 압체볼트(43A)가 함께 작동하여 상기 압체블록(42)이 왕복 이동되어 수용공간(S) 내에 적층 삽입된 접합층재(20) 및 압체덮판(44)들을 압착 또는 해압시킨다. 그리고, 각종 기어 및 스크류와 전동모터등이 상호 유기적으로 결합되어 전원공급 및 전기적 신호에 따라 선택 구동되어 상기 실린더(45)의 기능과 같은 역활을 수행하여 상기 압체볼트(43A)와 압체블록(42)이 함께 왕복 이동시켜 수용공간(S) 내에 적층된 접합층재(20)를 압착 또는 해압시킬 수도 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면 독창적인 곡선 형상을 갖고 있는 목조건축물의 골조 부분인 대들보ㆍ평보ㆍ서까래 및 도리등의 구조부재들의 곡선 형상에 따라 대응되는 만곡형ㆍ2중 내지 3중곡선 또는 다중곡선 형상으로 적층된 접합층재들에게 균등한 가압력이 전달되어 강도가 뛰어난 구조용 집성목를 손쉽고 용이하게 제조 성형함과 동시에 축조물의 시공대상 및 위치 등에 따라 치밀하고 정확하게 계산ㆍ설계되어 제조 성형되므로 하중강도 성능이 확보되어 안전성 및 신뢰성이 보증되며, 최적의 상태로 건조된 구조부재를 사용하므로 오랜 사용 후에도 할열, 변형 및 부패 등의 원인이 완전하게 제거함은 물론 설계자의 창조적 설계에 따라 곡률 반경에 적합한 형태, 크기, 길이 등의 제한 없이 단시간 내에 대량 생산이 가능하고,제조시 마무리가� �처리되어 축조현장에 운반되므로 신속한 설치 시공이 가능하고 숙련된 별도의 전문인력 없이 간단하고 편리하게 시공함과 내구성 및 안전성, 생산성, 시공성, 신뢰성 등이 향상되며 제조원가 등이 대폭 절감되고 제품에 대한 상품성 및 고객의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 효과들을 나타낸다. 이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. |
